第一篇:电路基础知识
1. 集成电路(integrated circuit)
是一种微型电子器件或部件,在电路中用字母“IC”表示。
集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和,其中膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
2.集成电路的封装
BGA(ball grid array)球形触点陈列,表面贴装型封装之一。
BQFP(quad flat package with bumper),带缓冲垫的四侧引脚扁平封装,QFP 封装之一,引脚数从84 到196 左右。
C-(ceramic)表示陶瓷封装的记号。例如,CDIP 表示的是陶瓷DIP。
DIP(dual in-line package)双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种。用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为cerdip。
Cerdip 用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装。
FQFP(fine pitch quad flat package)小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的QFP
CQFP(quad fiat package with guard ring),带保护环的四册引脚扁平封装,塑料QFP 之一。
DFP(dual flat package)双侧引脚扁平封装。
LQFP(low profile quad flat package)薄型QFP。
SOIC(small out-line integrated circuit)
H-(with heat sink)表示带散热器的标志,如HSOP,表示待散热器的SOP PGA(pin grid array)表面贴装PGA,为插装型封装。
P-表示塑料封装的记号,如PDIP,表示塑料DIP
PLCC(plastic leaded chip carrier)带引线的塑料芯片载体,表面贴装型封装之
一。引脚从封装的四个侧面引出,成丁字形。
QFN(quad flat non-leaded package)四侧无引脚扁平封装,表面贴装封装。QFP(quad flat package)四侧引脚扁平封装,表面贴装型之一,引脚从四个侧面引出成海鸥翼(L)型。基材有陶瓷,塑料,金属三种。
SIP(single in-line package)单列直插式封装。
SMD(surface mount devices)表面贴装器件 3. 集成电路板
集成是采用半导体制作工艺,在一块较小的上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。
集成电路板按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路板和数字两大类
第二篇:电流电路基础知识复习题
电路 电流 电压 电阻—复习提纲 黄庆全
简单的电现象
1、物体具有 的性质,即带了电,或者说带了电荷。.......
2、两种电荷:自然界只有两种电荷:(1)用 摩擦过的 所带电荷是正电荷;(2)用 摩擦过的 所带电荷是负电荷。
3、电荷间的相互作用:
1、同种电荷互相 ;
2、异种电荷互相。
4、检验物体是否带电的方法:
1、根据带电体的 和电荷间相互作用来判断。
2、用验电器检验(验电器是利用 的性质制成的一种检验物体 的仪器)。
5、摩擦起电的原因:不同物体原子核束缚电子的本领是,在摩擦时束缚本领强的原子核
电子,弱的 电子。得到电子的物体由于
而带 电;失去电子的物体由于 而带 电。摩擦起电并不是 了电,只是 从一个物体 到了另一个物体。
6、电流: 的 移动形成电流。维持电路中有持续电流的条件:(1);(2)。人们规定 定向移动的方向为电流的方向。按这个规定,在电源外部,电流是从电源的 出发,流向电源的。金属导电靠的是,其运动方向与规定的电流方向。
7、的物体叫导体,如金属、石墨、人体、大地和酸、碱、盐的水溶液等。
的物体叫绝缘体,如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、纯水等。导体容易导电的原因:在导体中存在着大量的 电荷。绝缘体不容易导电的原因:绝缘体中的电荷几乎不能。导体与绝缘体之间没有严格的界限,在一定条件下可以相互。(如:烧红了的玻璃就是导体)
电路
确使用电流表的规则:(1)电流表必须要 在被测电路中;(2)必须使电流从电流表的“ ”接线柱流进,从“ ”接线柱流出;(3)被测电流不要超过电流表的,在不能预知估计被测电流大小时,要先用最大量程,并且,根据情况改用小量程或换更大量程的电流表;(4)绝对不允许不经过 而把电流表接到 两极。(电流表的使用可归结为:二要、二不、两看清。)
16、在串联电路中各处的电流都 ;(用公式可表示为:。)在并联电路中,干路中的电流 各支路中的电流。(用公式可表示为:。)
电压
17、电源在工作中不断地使 聚集正电荷,聚集负电荷,这样在电源正负极间就产生。电压用符号 表示。电压是使电路中 的原因,是提供电压的装置。电压的国际单位是,用符号 表示。一节干电池的电压是: ;家庭电路(照明电路、生活用电)的电压是: ;对人体的安全电压是:。
18、电压表是测量 大小的仪表。它在电路中的符号为。正确使用电压表的规则:①电压表要 联在被测电路的两端;②必须使电流从电压表的“ ”接线柱流进,从“ ”接线柱流出;③被测电压不要超过电压表的,在不能预知估计被测电压大小时,要先用最大量程,并且,根据情况改用小量程或换更大量程的电压表;④电压表可以直接接到电源的正负极上,测出的电压是电源电压。(电压表的使用可归结为:二要、一不、两看清。)
19、串联电路两端的总电压 各部分电路两端的电压(用公式可表示为:。);在并联电路中,总电压与各支路两端的电压都
第三篇:宽带放大电路基础知识教案解读
应用电子技术专业国家教学资源库
讲稿2:宽带放大电路基础知识(3课时)
目标:
1.了解高频小信号放大器的基本概念 2.了解宽带放大器和扩展通频带的方法 2.了解高频调谐放大器的功能及分类 4.了解高频小信号放大器主要性能指标
讲解目录
2.1 高频小信号放大器概述………………………………了解 2.2 宽带放大器和扩展通频带的方法……………………会 2.3 单管单调谐高频小信号放大器…………………………会 2.4单管双调谐高频小信号放大器…………………………了解 2.5集成中频放大器…………………………………………了解 *2.6放大电路的噪声…………………………………………了解
讲课要点
放大高频小信号(中心频率在几百千赫到几百兆赫)的放大器称为高频小信号放大器。根据工作频宽的宽窄不同,高频小信号放大器有宽带型和窄带型两大类。所谓频带的宽窄,指的是相对频带,即通频带与其中心频率的比值。宽带放大器的相对频带较带(往往在0.1以上),窄带放大器的相对频带较窄(往往小到 0.01)。
2.1 高频小信号放大器概述
一、高频小信号放大器的分类
高频小信号放大器若按器件分可分为晶体管放大器,场效应管放大器,集成电路放大器 ; 若按通带分可分为窄带放大器,宽带放大器 ; 若按负载分可分为谐振放大器,非谐振放大器。
本章主要讨论单级窄带负载为 LC 调谐回路的谐振放大器,这种放大器不仅有放大作用,而且有选频作用。
二、高频小信号放大器的质量指标 1.增益(放大倍数)
放大器输出电压V O(或功率P O)与输入电压V i(或功率P i)之比,称为放大器的增益或放大倍数,用A v(或 A p)表示(有时以dB数计算)。
电压增益 :(2-1)功率增益 :(2-2)分贝表示 :(2-3)(2-4)2.通频带
放大器的电压增益下降到最大值的 0.7(即 1/)倍时,所对应的频率范围称为放大器的通频带,用BW=2Δf 0.7表示,如图 2-1。2Δf 0.7 也称为 3 分贝带宽。
图 2-1 高频小信号放大器的通频带
由于放大器所放大的一般都是已调制的信号,已调制的信号都包含一定的频谱宽度,所以放大器必须有一定的通频带,以便让必要的信号中的频谱分量通过放大器。
与谐振回路相同,放大器的通频带决定于回路的形式和回路的等效品质因数Q L。此外,放大器的总通频带,随着级数的增加而变窄。并且,通频带愈宽,放大器的增益愈小。
2.选择性
从各种不同频率信号的总和(有用的和有害的)中选出有用信号,抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性,选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
(1)矩形系数
按理想情况,谐振曲线应为一矩形。即在通带内放大量均匀。在通带外不需要的信号得到完全衰减。但实际上不可能,为了表示实际曲线接近理想曲线的程度,引入“矩形系数”,它表示对邻道干扰的抑制能力。
矩形系数(2-5)(2-6)2Δf 0.1、2Δf 0.01 分别为放大倍数下降至 0.1 和 0.01 处的带宽,K r 愈接近于1 越好。(2)抑制比
表示对某个干扰信号 f n 的抑制能力,用 dn 表示。(2-7)图 2-2 理想的与实际的频率特性 图 2-3 对 f n 的抑制能力
A n 为干扰信号的放大倍数,A v0 为谐振点 f 0 的放大倍数。
4.工作稳定性
指在电源电压变化或器件参数变化时,以上三参数的稳定程度。一般的不稳定现象是增益变化,中心频率偏移、通频带变窄等,不稳定状态的极端情况是放大器自激,以致使放大器完全不能工作。
为使放大器稳定工作,必须采取稳定措施,即限制每级增益,选择内反馈小的晶体管,应用中和或失配方法等。
5.噪声系数
放大器的噪声性能可用噪声系数表示 :(2-8)N F 越接近1 越好,在多级放大器中,前二级的噪声对整个放大器的噪声起决定作用,因此要求它的噪声系数应尽量小。
以上这些要求,相互之间即有联系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾,通频带和选择性是一对矛盾。因此应根据需要决定主次,进行分析和讨论。
2.2 宽带放大器和扩展通频带的方法
随着电子技术的发展及其应用日益广泛,被处理信号的频带越来越宽。例如,模拟电视接收机里的图像信号所占频率范围为0~6MHz而雷达系统中信号的频带可达几千兆赫。要放大如此宽的频带信号,以前所介绍的许多放大器是不能胜任的,必须采用宽带放大器。按待放大信号的强弱,宽带放大器可分为小信号和大信号宽带放大器。本节讨论的是小信号放大器。大信号宽带放大器又称宽带功放,将在后面讨论。
一.宽带放大器的主要特点
宽带放大器由于待放大的信号频率很高,频带又很宽,因此有着下述与低频放大器和窄带谐振放大器不同的特点:
1、三极管采用fT很高的高频管,分析电路时必须考虑三极管的高频特性。
2、对于电路的技术指标要求高。例如,视频放大器放大的是图像信号,它被送到显像管显示,由于接收这个信号时,人的眼睛对相位失真很敏感,因此对视频放大器的相位失真应提出较严格的要求。而在低频放大器中,接收信号的往往是对相位失真不敏感的耳朵,故不必考虑相位失真问题。
宽带放大器的主要技术指标有通频带、增益和失真等,不再一一说明。
3、负载为非谐振的。由于谐振振回路的带宽较窄,所以不能做为带宽放大器的负载,即它的负载只能是非谐振的。
二.扩展通频带的方法
要得到频带较大的放大器,必须提高其上限截止频率。为此,除了选了择fT足够高的管子和高速宽带的电流模集成运放等器件外,还广泛采用组合电路和负反馈等方法。
1、组合电路法
影响放大器的高频特性除器械件参数外,还与三极管的组态有关。
我们知道,不同组态的电路具有不同的特点。因此,如果我们将不同组态电路合理的混合连接在一起,就可以提高放大器的上限截止频率,扩展其通频带,这种方法称为组合电路法。组合电路的形式很多,如图2-4所示,常用的是“共谢-共基”和“共集-共射”两种组合电路。
图2-4 常见组合电路形式
2、负反馈法
我们知道,引入负反馈可扩展放大器的通频带,而且反馈越深,通频带扩展得越宽。利用负反馈技术来扩展放大器的通频带,被广泛应用于宽带放大器。但是引入负反馈容易造成放大器工作的不稳定,甚至出现自振荡,这是必须注意的问题。
常用的单级负反馈是电流串联负反馈和电压并联反馈,也可以采用交替负反馈电路:由单级负反馈电路组成多级宽带放大器时,若前级采用电流串联负反馈,则后级应采用电压并联负反馈;反之,若前级采用电压并联负反馈,则后级应采用电流串联负反馈。
在多级宽带放大器中,为了加深反馈,使频带扩展得到更宽一些,可采用两级放大器的级间反馈方式,常用的有两级电流并联负反馈放大器和两级电压串联负反馈放大器。
3、集成宽带放大器
随着电子技术的发展,宽带放大已实现集成化。集成宽带放大器性能优良,使用方便,已得到广泛的应用。
本课小结:
1. 高频小信号放大器的主要性能指标有增益、带宽、选择性等。
2. 宽带放大器的主要特点是三极管采用fT很高的高频管、电路的技术指标要求高、负载为非谐振;扩展频带通常采用组合电路和负反馈等方法。本课作业:
1.通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标?通频带不够会给信号带来什么影响?
2.3 单管单调谐高频小信号放大器
一、基本电路与工作原理 1.电路组成
单调谐放大的电路如图2-5所示。图中,V1、R1、R2、Re组成稳定工作点的分压式偏置电路,Ce为高频旁路电容,初级电感L和电容C组成的并联谐振回路作为放大器的集电极负载。可以看出,三极管的输出端采用了部分接入的方式,以减小它们的接入对回路Q值和谐振频率的影响(其影响是Q值下降,增益减小,谐振频率变化)从而提高了电路的稳定性,且使前后级的阻抗匹配。
(a)电路(b)交流通路
图2-5 基本电路
2.工作原理 高频信号电压
合互感耦合 基极电压
管子be结
基极电流
管子放大作用
集电极电流
谐振回路选频
回路谐振电压
互感耦 负载电流iL在负载上产生较大的高频信号电压
二、电路分析 1.直流通路
2.交流通路
2.高频Y参数等效电路
图2-6 高频Y参数等效电路
晶体管接入回路的接入系数 p 1=N12/ N13 负载接入回路的接入系数 p 2=N45/ N13 IS= p1 IS=p1 Yfe Ube g’oe’
2= p1 g oe,C
2’
2’
oe
= p1 Coe
gL= p2 g L,CL= p2 CL
g=g‘oe’
+gL +g P
‘ C =C‘
oe
+CL +C
‘ 导纳 Y =g +jw C +1/jwL
输出电压 Uo=-Is / Y =-p1 Yfe Ube / Y =Uo / p 2
三、性能指标分析
1.电压增益 A u=U0 Ube -p1 p2Yfe / 〔g (1+j2 Q L f / f0)〕
当回路谐振时,f=0,放大器谐振电压增益为
A uo=-p1 p2Yfe / g
A uo =p1 p 2Yfe / g =p1 p 2Yfe /(p1 g oe+p2 g L+g P)2.功率增益 A po=Po P i =U2.单调谐放大器的通频带 根据前述
当 得 为放大器的通频带。
4.单调谐放大器的选择性 当 时
因此
所以单调谐放大器的矩形系数比 1 大得多,选择性比较差。
2.4单管双调谐高频小信号放大器
一.双调谐耦合回路的基本特性
双调谐耦合回路有电容耦合和互感耦合两种类型,这里只讨论后者,互感耦合调谐回路如图2-7所示。
o
22‘
‘
Ui=A 2
2uo
图2-7 互感耦合调谐回路 图2-8 次级电压谐振曲线
初、次级回路之间的耦合系数
初、次级回路的谐振频率
f012LC定义耦合因数 η =kQ0
式中,Q0为空载品质因数。则η =1称为临界耦合状态,而η >
1、η <1分别称为强耦合和弱耦合状态,根据耦合回路理论可推出
式中ζ为一般失谐,当ζ=0、η =1时I2取得最大值I2max。
由上式可画出互感耦合双调谐回路的次级电压谐振曲线,如图2-8所示,可以看出,强耦合时曲线出现双峰,中心下陷;弱耦合时曲线为单峰,但峰值较小。比较理想的是临界耦合时的情况,谐振曲线既为单峰,峰值又大。
二.双调谐放大器的电路组成和性能指标 1.电路组成
(a)电路(b)交流通路
图2-9 双调谐放大器
双调谐放大器的电路如图2-9所示。图中,Rb1、Rb2和Re组成分压式偏置电路,Ce为高频旁路电容,ZL为负载阻抗(或下级输入阻抗),Tr1、Tr2为高频变压器,其中Tr2的初、次级电感L1、L2分别与C1、C2组成的双调谐耦合回路作为放大器的集电极负载,三极管的输出端在初级回路的接入系数为p1,负载阻抗在次级回路的接入系数为p2。
2、电路性能分析
为了简化分析,设初次级回路的元件参数相同,则它们的谐振频率、有载品质因数也相同,且都用W0和Qe表示。
与单调谐放大器相似,可以求得双调谐放大器的电压增益和临界耦合时的谐振电压增益分别为
.Aup1p2gmg(122)24Au0.p1p2gm2g不难得到,临界耦合状态的双调谐放大器的通频带和矩形系数
BW0.7= 2f0Qe K0.1 = BW0.1 / BW0.7 2.16 因此,在f0与Qe相同的情况下,临界耦合状态的双调谐放大器的通频带为单调谐放大器通频带的2倍,而矩形系数小于单调谐放大器的矩形系数,即其谐振曲线更接近于理想的矩形曲线,选择性更好。
总之,与单调谐放大器相比较优,处于临界耦合状态的双调谐放大器具有频带宽、选择性好等优点,但调谐较麻烦。
本课小结:
1.单调谐放大器采用谐振回路作为负载,其选择性较差。
2.双调谐耦合回路比较理想的是临界耦合时的情况;与单调谐放大器相比,处于临界耦合状态的双调谐放大器具有频带宽、选择性好等优点,但调谐较麻烦。本课作业:
1.已知某高频管在UCEQ=6V,IEQ=2mA时的参数为fT=250MHz,rbb’=50Ω,Cb’c=3pF,βo=60,求f=465kHz时的共发射极Y参数。
2.试推导共发射极单调谐放大器谐振电压增益、通频带及选择性(矩形系数)公式。2.中心频率都是6.5MHZ单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器,若Qe均为30,试问两个放大器的通频带各为多少?
2.5集成中频放大器
集中选频式放大器是采用集中滤波和集中放大相结合的小信号谐振放大器,由于这种放大器多用于中频放大,故常称为集成中频放大器,集成中频放大器克服了分散选频放大器的缺点,正越来越得到广泛的应用。
一.集成中频放大器的组成
集成中频放大器是由集成宽带放大器的集中滤波器组成的,如图2-10所示。其中,图2-10(a)的集中小滤波器接在集成宽放的后面,图2-10(b)的集中滤波器则接在集成宽放的后面,无论采用哪一种形式,集成宽放的频带应比放大信号的频带和集中滤波器的频带更宽一些。
集中滤波器的任务是选频,要求在满足通频带指标的同时,矩形系数要好。其主要类型有集中LC滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等。后面二种集中滤波器目前应用得很广泛。
图2-10 集成中频放大器组成框图
二.陶瓷滤波器
陶瓷滤波器是由钎钛酸铅陶瓷材料制成的,把这种材料制成片状,两面覆盖银层作为电极,经过直流高压极化后,它具有压电效应。所谓压电效应是指,当陶瓷片受机械力作用而发生形变时,陶瓷片内将产生一定的电场,且它的两面出现与形变大小成正比的符号相反、数量相等的电荷;反之,若在陶瓷片两面之间加一电场,就会产生与电场强度成正比的相械形变。陶瓷片具有串联谐振特性,可用它来制作滤波器。
1、两端陶瓷滤波器
上述的单个陶瓷片就构成两端陶瓷滤波器,其结构、符号、等效电路如图2-11所示,其电抗特性曲线如图2-12所示。
(a)结构(b)符号(c)等效电路
图2-11 两端陶瓷滤波器 图2-12 电抗特性曲线
由图可知串联支路的串联谐振频率
整个陶瓷滤波器的并联谐振频率
式中C为C1和C0串联后的电容值。
当信号频率f < fp时,陶瓷片相当于一个电容;当f = fq时,陶瓷片相当于短路;当fq fqfp12L1C112L1Cfp时,陶瓷片相当于一个电感;当f = fp时,陶瓷片相当于开路;当f > fp时陶瓷片又相当于一个电容。 2、四端陶瓷滤波器 两端陶瓷滤波器的通频带较窄,选择性较差。为此,可将不同谐振频率的陶瓷片进行适当的组合连接,就得到性能接近理想的四端陶瓷滤波器,如图2-13所示。 图2-13 四端陶瓷滤波器 陶瓷滤波器的工作频率可从几百千赫到几百兆赫,带宽可以做得很窄,其等效Q值约为几百,它具有体积小、成本低、耐热耐湿性好、受外界条件影响小等优点。已广泛用于接收机中,如收音机的中放、电视机的伴音中放等。陶瓷滤波器的不足之处是频率特性的一致性较差,通频带不够宽等。 三.声表面波滤波器 声表面波滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点,并且可采用与集成电路相同的生产工艺,制造简单,成本低,频率特性的一致性好,因此广泛应用于各种电子设备中。 声表面波滤波器的结构示意图及符号如图2-14所示。它是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出。 图2-14 声表面波滤波器 在声表面波滤波器中,信号经过电-声-电的两次转换,由于基片的压电效应,则叉指换能器具有选频特性。显然,两个叉指换能器的共同作用,使声表面波滤波器的选频特性较为理想。图2-15为声表面波滤波器的幅频特性。 图2-15 声表面波滤波器的幅频特性 *2.6放大电路的噪声 噪声的种类很多。有的是从器件外部窜扰进来的,称为外部噪声;有的是器件内部产生的,称为内部噪声。内部噪声源主要有电阻热噪声和晶体管噪声二种。 一、电阻热噪声 电阻热噪声是由电阻内部自由电子的热运动而产生的。自由电子的这种热运动在导体内会形成非常微弱的电流,这种电流呈杂乱起伏的状态,称为起伏噪声电流。起伏噪声电流流过电阻本身就会在其两端产生起伏噪声电压。 这种在整个无线电频段内具有均匀频谱的起伏噪声称为白噪声。1.噪声电流功率频谱密度和噪声电压功率频谱密度 SI(f)=4kT/R A /Hz SU(f)=4kTR V /Hz k=1.38102.热噪声均方值电流和均方值电压 In= SI(f)BW= 4kTBW/R Un= SU(f)BW = 4kTRBW 所以,一个实际电阻可以分别用噪声电流源和噪声电压源表示。 二、晶体管噪声 晶体管噪声主要包括以下三部分: 1.热噪声 由体电阻及引线电阻产生。2.散弹噪声 散弹噪声是晶体管的主要噪声源。是由单位时间内通过PN结的载流子数目随机起伏而造成的。2.闪烁噪声 闪烁噪声又称低频噪声。一般认为是由于晶体管表面清洁处理不好或有缺陷造成的,其特点是频谱集中在约lkHz以下的低频范围,且功率频谱密度随频率降低而增大。 三、噪声系数 1.信噪比 有用信号功率Ps与噪声功率Pn的比值。2 2 2-23 2J/K 2.噪声系数的定义 放大器的噪声系数NF(Noise Figure)定义为输入信噪比与输出信噪比的比值,即 NF=(Psi / Pni)/(Pso / Pno) NF用以说明放大电路的噪声性能,NF越小,则放大电路本身所产生的噪声越小,其噪声性能也越好。 3.降低噪声系数的措施 在三极管放大电路中,NF与工作点电流IC有关,当IC约为1—1.5mA时NF最小。在多级放大电路中,第一级的噪声系数对总噪声系数影响最大,因此,在要求噪声小时,第一级应采用低噪声放大电路。 本课小结: 1.集中滤波器主要类型有集中LC滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等,具有选频性能好、使用方便等特点。 2.电路中的噪声主要有电阻热噪声和晶体管噪声两种,放大电路的噪声性能用噪声系数来表征。 本课作业: 1. 声表面波滤波器和陶瓷滤波器各有什么特点,各适用于什么场合? 2. 超外差接收机(远程接收机)高放管为什么要尽量选用低噪声管? 第十三章 电路初探 一、初识家用电器和电路 如东县大豫镇初级中学 徐建飞 一、教学目标 (1)、知道电源是能持续供电的装置,了解直流电源和交流电源。 (2)、初步认识家用电器。通过实例,知道用电器是将电能转化为其他形式能的装置。 (3)、通过实验认识电路,知道通路、短路和断路,了解短路的危害。 (4)、会连接简单的电路。 (5)、熟悉常用的电路元件及其符号,会画简单的电路图。 五、教学设计 (一)导入新课 1、对我们而言,这一切可能只有通过电视、电影活在我们的记忆里。多媒体呈现:图片 2、今天我们看到的更多的是这样的盛世美景。是什么发明在改变着我们的生活?(历史上曾经以一个时代为这项发明立了一座丰碑)多媒体呈现:图片 3、试想没有电的日子会怎样? 多媒体呈现:图片 如今电对于我们就如同空气和水一样重要,今天就让我带领大家一起开始对电的初步探索。 板书: 十三、电路初探 13.1 初识家用电器和电路 (二)讲授新课 活动一:认识用电器、电源、开关、导线。 1、认识用电器 (1)、这些大家都不陌生,您能说出他们的用途和通过他们我们获取了哪些能量吗? 多媒体呈现:台灯、电熨斗等图片。 (2)、请同学们从能量转化的角度给用电器下个定义。 板书:1:用电器—将电能转化成其他能量的器件。(理解:用电器就是一个消化器,吃进去电能,吐出其他能量) 2、认识电源 (1)、用电器的消耗电能又是哪儿来的呢? 你能说出这些东西的名称和作用吗? 多媒体呈现:常见的电源。(干电池、发电机、太阳能电池) (2)、能量不可能创生,你能说出这些电源生成电能又是消耗了其他什么能量呢?(3)、你们能否仿照用电器的定义从能量转化的角度给电源下个定义呢? 板书:电源—把其他形式的能转化成电能的装置。 (4)、如果我们要对电源进行进一步了解,请阅读课本P58的信息快递,回答如下问题: 多媒体呈现:填空题 3、认识开关 (1)、你认识这些东西吗? 他们有什么作用? 多媒体呈现:开关定义及闭合断开情况。 4、认识导线 (1)你还认识这些东西吗? 他们有什么作用?(铺路石)多媒体呈现:导线定义 活动二:观察手电筒 1、用电器是如何从电源获取电能工作的?让我们来观察我们家中最简单的家用电器—手电筒。 演示:按下手电筒的开关按钮,观察电灯的发光情况。多媒体呈现:手电筒的结构,演示组装过程,回答如下问题: 手电筒中电源是什么?用电器是什么?除此之外还有什么器件?猜想它们有什么作用。 2、思考:如果手电筒的后盖与电池、前部的电灯与灯座、手电筒的按钮有一处出现接触不良或不能接触会出现什么情况? 3、通过刚才的分析,请同学们猜想:用电器才能从电源获取电能工作?(利用导体给用电器在电源正负极之间铺一条通路) 板书:电路--用导线把电源、用电器、开关等元件连接起来组成的电流路径。活动三:会连简单的电路 1、下面我们就借助于导线这样的导体,给我们桌上的小灯泡在电源正负极之间也铺一条通路,使小灯炮亮起来!不过在实验之前请同学们先了解一下连接电路要求.。多媒体呈现注意点 现场教师巡回指导,有意识地寻找有代表性地问题,挖掘课堂生成性资源。 2、电灯为什么会不亮? 有的桌上的灯亮了,有的桌上的灯却不亮,请能使灯亮的同学帮助一下不能使灯点亮的同学,并且一起分析灯不亮的原因。.有些同学没有用开关也能使灯泡发光,你认为开关有必要用吗? (不用开关就无法控制电路的通断) 3、.有些同学没有用开关也能使灯泡发光,你认为开关有必要用吗?(不用开关就无法控制电路的通断) 4、大家做得很好,刚才我在下面观察时发现有些小组不能使小灯泡工作,请你们说说原因 老师这儿也有几种灯泡不亮的原因,你能帮助老师分析原因吗? 通过多媒体分析电灯不亮原因。 综上所述,电路可能存在三种状态,我为大家演示一下。 多媒体呈现:(1)通路:闭合开关,电路中有电流通过的电路.(2)断路:电路中某处断开的电路 (3)短路:导线不经过用电器将电源两极直接连接起来的电路。 短路的危害不只是用电器不能正常工作,短路还可能损害电源和线路,严重时还会引起火灾,每年很多火灾事故都是由短路引起.下面老师就来模拟短路引起火灾事故的一种情况。 5、通过刚才的经验积累,让我们再回忆一下连接电路的注意点: 多媒体呈现:连接电路注意点并多媒体演示。 6、根据刚才的注意点,请大家在研究改变导线的长短是否改变灯泡的亮度?改变开关的位置是否改变开关的控制功能。 (让学生通过自学“信息快递”,自己摸索连接电路的方法和顺序,可能会费点时间,会犯错,但这样的直接经验教训比从老师那儿得来的间接经验要更加深刻.给机会允许学生犯错,学生探索过 程中的错误是很好的教学资源,现场教师要从犯错的座位上去找资源,让能帮助的学生分析原因,以先学帮后学。) 活动四:会画电路图: 1、在研究电路时,如果每次都画出实物图,将是非常麻烦的一件事,我们可以用规定的元件符号来表示电路器件实物连接的图,这样的图我们称之为电路图.板书:电路图---用电路元件符号表示电路元件实物连接的图。 2、同学们首先认一认几种常见的电路元件及其符号。(1)现场教师组织学生抄画元件符号。 3、请同学们对照作图要求再参照书本画出电路图做出这样一个最简单的电路图。多媒体呈现:作图要求。 学生对照课本事例和实物图画图。(简单电路和串联)现场教师巡回指导,学生评议优缺点,并给出正确画法。 4、请同学们反思一下作图过程,回忆一下有哪些注意点。 (三)本课小结 1、通过本节课的学习,你又学到了哪些新知识? 2、课前完成的导学案提问。 (四)布置作业 1、阅读教材P62的“生活·物理·社会” 2、完成配套练习。 电路 电路 diànlù [electric circuit] 能载电流的通路或互联通路组。直流电通过的电路称为“直流电路”;交流电通过的电路称为“交流电路” [编辑本段] 基本解释 读音:diàn lù 英文:circuit/electric circuit 电流流过的回路叫做电路。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成。电路处处连通叫做通路。只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通,使这部分的电压变成零,叫做短路。 学术解释 电路是电流所流经的路径。 电路(英文:Electrical circuit)或称电子回路,是由电气设备和元器件,按一定方式联接起来,为电荷流通提供了路径的总体,也叫电子线路或称电气回路,简称网络或回路。如电阻、电容、电感、二极管、三极管和开关等,构成的网络。 电路的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成电路,大到高低压输电网。 根据所处理信号的不同,电子电路可以分为模拟电路和数字电路。 模拟电路 ·自然界产生的连续性物理自然量,将连续性物理自然量转换为连续性电信号,运算连续性电信号的电路即称为模拟电路。 ·模拟电路对电信号的连续性电压、电流进行处理。 最典型的模拟电路应用包括:放大电路、振荡电路、线性运算电路(加法、减法、乘法、除法、微分和积分电路)。运算连续性电信号。 数字电路 ·亦称为逻辑电路 ·将连续性的电讯号,转换为不连续性定量电信号,并运算不连续性定量电信号的电路,称为数字电路。 ·数字电路中,信号大小为不连续并定量化的电压状态。 多数采用布尔代数逻辑电路对定量後信号进行处理。典型数字电路有,振荡器、寄存器、加法器、减法器等。运算不连续性定量电信号。 积体电路 ·积体电路亦称为IC。 ·运用积体电路设计程式(IC设计),将一般电路设计到半导体材料里的半导体电路(一般为矽片),称为积体电路。 ·利用半导体技术制造出积体电路(IC)。 电路组成 电路由电源,负载,连接导线和辅助设备四大部分组成。实际应用的电路都比较复杂,因此,为了便于分析电路的实质,通常用符号表示组成电路实际原件及其连接线,即画成所谓电路图。其中导线和辅助设备合称为中间环节。 1.电源 电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如,电池是把化学能转变成电能;发电机是把机械能转变成电能。由于非电能的种类很多,转变成电能的方式也很多,所以,目前实用的电源类型也很多,最常用的电源是干电池、蓄电池和发电机等。 2.负载(就是课本中提到的“用电器”) 在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其他形式能。例如,电炉把电能转变为热能;电动机把电能转变为机械能,等等。通常使用的照明器具、家用电器、机床等都可称为负载。 3.导线 连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路,起着传输电能的作用。 4.辅助设备 辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅助设备包括各种开关、熔断器及测量仪表等。 电路物理量 电路的作用是进行电能与其它形式的能量之间的相互转换。因此,用一些物理量来表示电路的状态及各部分之间能量转换的相互关系。 (1)电流 电流在实用上有两个含义:第一,电流表示一种物理现象,即电荷有规则的运动就形成电流。第二,本来,电流的大小用电流强度来表示,而电流强度是指在单位时间内通过导体截面积的电荷量,其单位是安培(库/秒),简称安,用大写字母A表示。但电流强度平时人们多简称电流。所以电流又代表一个物理量,这是电流的第二个含义。 电流的真实方向和正方向是两个不同的概念,不能混淆。 习惯上总是把正电荷运动的方向,作为电流的方向,这就是电流的实际方向或真实方向,它是客观存在,不能任意选择,在简单电路中,电流的实际方向能通过电源或电压的极性很容易地确定下来。 但是,在复杂直流电路中,某一段电路里的电流真实方向很难预先确定,在交流电路中,电流的大小和方向都是随时间变化的。这时,为了分析和计算电路的需要,引入了电流参考方向的概念,参考方向又叫假定正方向,简称正方向。 所谓正方向,就是在一段电路里,在电流两种可能的真实方向中,任意选择一个作为参考方向(即假定正方向)。当实际的电流方向与假定的正方向相同时,电流是正值;当实际的电流方向与假定正方向相反时,电流就是负值。 换一个角度看,对于同一电路,可以因选取的正方向不同而有不同的表示,它可能是正值或者是负值。要特别指出的是,电路中电流的正方向一经确定,在整个分析与计算的过程中必须以此为准,不允许再更改。 (2)电压与电位 从数值上看,AB两点之间的电压是电场力把单位正电荷从A点移动到B点时所做的功;而电场中某点的电位等于电场力将单位正电荷自该点移动到参考点所做的功。比较电压和电位的概念可以看出,电场中某点的电位就是该点到参考点之间的电压,电位是电压的一个特殊形式。对于电位来说,参考点是至关重要的。在同一电路中,当选定不同的参考点,同一点的电位数值是不同的。 原则上说,参考点可以任意选定。在电工领域,通常选电路里的接地点为参考点,在电子电路里,常取机壳为参考点。 在实际应用时,仅知道两点间的电压往往不够,还要求知道这两点中哪一点电位高,哪一点电位低。例如,对于半导体二极管来说,还有其阳极电位高于阴极电位时才导通;对于直流电动机来说,绕组两端的电位高低不同,电动机的转动方向可能是不同的。由于实际使用的需要,要求我们引入电压的极性,即方向问题。 (3)电动势 电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差,叫做电动势。用字母E表示,单位是伏特。在电路中,电动势常用符号δ表示。 (4)电功率 在物理学中,用电功率表示消耗电能的快慢.电功率用P表示,它的单位是Watt,简称Wa,符号是W.电流在单位时间内做的功叫做电功率 以灯泡为例,电功率越大,灯泡越亮。灯泡的亮暗由电功率决定,不用所通过的电流、电压、电能决定! (5)电压与电流的关联正方向 电路状态 1.开路 也叫断路,因为电路中某一处因中断,没有导体连接,电流无法通过,导致电路中电流消失,一般对电路无损害。 2.短路 电源未经过任何负载而直接由导线接通成闭合回路,易造成电路损坏、电源瞬间损坏、如温度过高烧坏导线、电源等。 3.通路 :处处连通的电路。 电路定律 所有的电路都遵循一些基本电路定律。 ·基尔霍夫电流定律:流入一个节点的电流总和, 等于流出节点的电流总合。 ·基尔霍夫电压定律:环路电压的总合为零。 ·欧姆定律(Ohm's Law):线性元件(如电阻)两端的电压, 等于元件的阻值和流过元件的电流的乘积。 ·诺顿定理:任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电流源与一个电阻的并联网络。 ·戴维宁定理:任何由电压源与电阻构成的两端网络, 总可以等效为一个理想电压源与一个电阻的串联网络。 分析包含非线性器件的电路,则需要一些更复杂的定律。实际电路设计中,电路分析更多的通过计算机分析模拟来完成。 电路功率 所有的电路在工作时,每一个元件或线路都会有能量的工作运用,即电能运用,而所有电路里的电能工作运用即称为电路功率。 电路或电路元件的功率定义为:【功率=电压*电流(P=I*V)】。 自然界里能量不会消灭,固有一定律【能量不灭定律】。 电路总功率=电路功率+各电路元件功率。例如:【电源(I*V)=电路(I*V)+ 各元件(I*V)】 在电路中的能量有时会变为热能或辐射能…等其他能量到空气中,这就是电路或电路元件会发热的原因,不会全部形成电能于电路中,根据能量不灭【总能量=电能+热能+辐射能+其他能量】。 电路种类 ·电源电路:产生各种电子电路的所需求电源。 ·电子电路:亦称电气回路。 频率种类 ·基频电路,基频,低频率,使用基频元件。 ·高频电路,高频,高频率,使用高频元件。 ·基频、高频混合电路 元件种类 ·被动元件:如电阻、电容、电感、二极体…等,有分基频被动元件、高频被动元件。 ·主动元件:如电晶体、微处理器…等有分基频主动元件、高频主动元件。 用途种类 【微处理器电路】:亦称微控制器电路,形成计算机、游戏机、(播放器影、音)、各式各样家电、滑鼠、键盘、触控…等。 【电脑电路】:为微处理器电路进阶电路,形成桌上型电脑、笔记型电脑、掌上型电脑、工业电脑…各样电脑等。 【通讯电路】:形成电话、手机、有线网路、有线传送、无线网路、无线传送、光通讯、红外线、光纤、微波通讯、卫星通讯…等。 【显示器电路】:形成萤幕、电视、仪表!等各类显示器。 【光电电路】:如太阳能电路。 【电机电路】:常运用於大电源设备、如电力设备、运输设备、医疗设备、工业设备…等。第四篇:电路教案
第五篇:电路教案